Алгоритм решения поставленной задачи

В общем случае, алгоритм решения поставленной задачи включает в себя:

  • • анализ коллектора: интерпретация выполнялась путём построения объёмной петрофизической модели для учёта каждого компонента горной породы на измеряемые физические параметры с целью максимально точного определения фильтрационно-емкостных свойств горной породы. Для выбора системы интерпретации учтена вся доступная геолого-геофизическая информация, рекомендуемые алгоритмы определения подсчётных параметров рассматриваемых пластов, прочие сведения о месторождении, а также универсальные алгоритмы построения петрофизических моделей;
  • • оценку первичной насыщенности коллекторов по ГИС: рассчитывается коэффициент начальной нефтенасыщенности нначУ,
  • • оценку текущей насыщенности коллекторов по технологии RBC: текущий коэффициент нефтенасыщенности определяется путем уточнения построенной модели электропроводности коллектора по замерам текущего удельного сопротивления прибором RBC. Изменение начального (по ГИС в открытом стволе) удельного электрического сопротивления связывается с возможным замещением пластового флюида водой, вследствие выработки пласта;
  • • прогноз притока: по сопоставлению начальных и текущих коэффициентов нефтенасыщенности осуществляется оценка степени выработки пласта, в заключении приведена качественная характеристика притока.

Функциональная схема измерений

Функциональная схема измерений приведена на рис. 4.1.

Функциональная схема измерений RBC

Рис. 4.1. Функциональная схема измерений RBC

Источник трапецеидального тока I на дневной поверхности подключается к обсадной колонные поочередно (фазы А и В) через два токовых электрода выше и ниже точек измерения. При этом сама обсадная колонна играет роль гигантского «фокусирующего» электрода. Четыре этажа измерительных электродов (по 3 электрода через 120 градусов) электромеханически прижимаются к внутренней поверхности обсадной колонны. Производится измерение напряжений между этажами U12, U23, U34 с внутренней стороны колонны, а также измерение напряжения между колонной и удаленным заземляющим электродом на дневной поверхности. Обычно для этих целей используется электрод «рыба».

Вычисления производятся по формулам для двух точек измерения одновременно, что позволяет в 2 раза увеличить скорость каротажа:

Фазы измерений А и В содержат по полному периоду трапеции тока и следуют поочередно в соответствии с временной диаграммой работы на рис. 3.2. Вычисляемые значения проводимостей и сопротивлений пластов усредняются с каждым новым периодом, что позволяет накапливать данные и уменьшать ошибку измерений, при необходимости увеличивая число циклов измерения.

Ток может быть в диапазоне 2,5-10 А, чем больше ток, тем меньше относительная ошибка измерений. Ограничение тока обычно связано с применением 3-жильного кабеля вместо 7-жильного.

Метод RBC позволяет практически полностью исключить влияние сопротивления соединительных муфт обсадной колонны на результаты измерений. При этом электрическое сопротивление муфты может меняться в широких пределах от свойств материала, срока эксплуатации скважины и степени коррозии.

Несмотря на то, что попытки создать работающий комплект аппаратуры предпринимаются с 90-х годов XX века, в реальных условиях аппаратура либо неработоспособна, либо требует дорогостоящей технологии по химической и механической очистке поверхности скважины. Причем это относится как к отечественной, так и к импортной аппаратуре. При высокой проводимости скважинной жидкости, как правило, требуется ее замена в зоне исследования на техническую воду. Сложная механика прибора удорожает его техническое обслуживание.

Все эти вопросы возникли при опытно-промышленной эксплуатации в 2008 году аппаратуры ЭКРАН, которая являлась прототипом RBC. При разработке метода RBC были учтены результаты испытаний прототипа, и в конструкцию аппаратуры внесены значительные изменения.

  • 1. Измерения в диапазоне нановольт. Так как сопротивление участка обсадной колонны между измерительными электродами составляет 2(М10 мкОм, то даже при токе 2,5-10 А напряжение между измерительными электродами составляет не более десятков микровольт, а требуемый уровень шума - единицы нановольт.
  • 2. Плохое прижатие измерительных электродов из-за коррозии, особенно в «соленых» скважинах и скважинах с большим сроком эксплуатации, прижатие только части измерительных электродов, прижатие в условиях большого угла наклона скважины.
  • 3. Плохое прижатие токовых электродов, утечки с токовых электродов через раствор на измерительные электроды.
  • 4. Утечки с корпуса прибора через раствор на измерительные электроды, влияние оплетки каротажного кабеля на корпус прибора.
  • 5. Использование резинотехнических изделий в условиях высокой агрессивности среды в скважине и маслонаполненная конструкция аппаратуры приводят к удорожанию эксплуатации.

В аппаратуре RBC уровень среднеквадратичного шума приведенного к входу составляет 2,5 нВ при времени измерения 10 секунд. Для этого во входных цепях применяется параллельное включение малошумящих усилителей, источники питания в приборе выполнены по технологии с низким уровнем наводок, применяется гальваническая развязка измерительной электроники.

В простейших конструкциях данного типа аппаратуры три электрода на этаже соединяются проводами и далее поступают на измерительные цепи. В реальных условиях скважин такая конструкция оказывается неработоспособной, т.к. утечка токов с раствора на не- прижатые (или плохо прижатые) электроды образует делитель напряжения помехи на измерительные цепи.

В аппаратуре RBC используется адаптивная схема измерений в зависимости от качества прижатия 12 независимых измерительных электродов 4 этажей (рис. 4.2).

Адаптивная схема измерений

Рис. 4.2. Адаптивная схема измерений

После механического прижатия проводится измерения электрических сопротивлений прижатия каждого электрода на обсадную колонну, и схема измерений адаптируется, исключая плохо прижатые электроды. В случае когда все три электрода на этаже оказались не прижатыми, вынужденно производится процедура автоматического повторного прижатия.

Токовые электроды и измерительная часть прибора электрически изолированы от ОК и друг от друга дополнительным промежутком по длине скважины. Используется электронная стабилизация потенциала корпуса прибора по потенциалу обсадной колонны для исключения влияния утечек с корпуса прибора на обсадную колонну и измерительные электроды, особенно в скважинной жидкости с малым УЭС. Если нет напряжения между корпусом прибора, обсадной колонной и измерительными электродами, то нет и токов с корпуса на обсадную колонну и, особенно на измерительные электроды.

На рис. 4.3 показано влияние работы системы стабилизации на смещение двух одновременно измеряемых проводимостей пластов при стендовых измерениях. В условиях реальных скважин паразитные смещения могут достигать сотен мСм/м и полностью блокировать работу аппаратуры.

Система стабилизации потенциала корпуса прибора

Рис. 4.3. Система стабилизации потенциала корпуса прибора

Измерительные электроды с проводами также изолированы от корпуса прибора и от скважинной жидкости. Предусмотрена оперативная смена измерительных электродов в полевых условиях, например в случае поломки.

Скважинный прибор RBC показан на рис. 4.4 и состоит из пяти модулей:

  • 1) верхний токовый электрод;
  • 2) верхний электромеханический блок;
  • 3) электромеханический блок;
  • 4) нижний электронный блок;
  • 5) нижний токовый электрод.
Внешний вид скважинного прибора RBC

Рис. 4.4. Внешний вид скважинного прибора RBC

Силовые и измерительные цепи разнесены: управление ключами тока, измерение тока, а также телеметрия для связи с поверхностью размещаются в верхнем электронном блоке, а измерители напряжения - в нижнем. Токовые электроды имеют стеклопластиковые изоляторы.

Выводы

Все приборы каротажа через обсадную колонну используют примерно одинаковый принцип: в исследуемый интервал закачивается измерительный ток, на обсадной колонне появляется разность потенциалов, отражающая распределение токов в затрубном пространстве, после чего подвижный зонд считывает эту разность потенциалов и производит вычисление кривой удельного сопротивления.

Учитывая технологические преимущества аппаратуры и информативность измеряемого параметра, востребованность технологии RBC прогнозируется в случаях необходимости решения следующих задач:

  • • определение текущего насыщения пластов с более высокой точностью, по сравнению с ядерно-физическими методами;
  • • контроль заводнения пласта периодическими замерами с определением положения водонефтяного контакта и текущего нефтенасыщения (Кн тек);
  • • определение текущего насыщения в низкопористых коллекторах;
  • • изучение геоэлектрических свойств и оценка насыщенности перспективных пластов, пропущенных при исследованиях в открытом стволе. Поиск новых объектов в транзитных участках скважины;
  • • достоверное определение Кнг частично-газонасыщенных коллекторов в условиях низкой минерализации пластовых вод.

Контрольные вопросы

  • 1. Что предусмотрено в приборе для исключения влияния утечек с корпуса прибора на обсадную колонну и измерительные электроды?
  • 2. Почему возникает плохое прижатие измерительных электродов?
  • 3. Почему возникает плохое прижатие токовых электродов?
  • 4. Какие этапы включает в себя алгоритм решения поставленной задачи?
  • 5. Какие задачи призван решать электрический каротаж в колонне?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >